Produk Makalah KD 4.3 [PDF]

Citation preview

MAKALAH IPA TERPADU KELAS VIII



TEKNOLOGI PANEL SURYA YANG TERINSPIRASI DARI MEKANISME FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN



DISUSUN OLEH:



HIFZON NADHORI



18231012



ILDHA ELMONDA



18231013



INDAH RAHMA PUTRI



18231014



LEDIES DWI AGUSTINA



18231015



DOSEN PENGAMPU : Dr. ASRIZAL M.Si



JURUSAN PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2020



KATA PENGANTAR



Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan nikmat karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah IPA Terpadu Kelas VIII yang berjudul “Teknologi Panel Surya yang Terinspirasi dari Mekanisme Fotosintesis pada Daun Tumbuhan” dengan baik tanpa adanya halangan yang berarti. Penyusunan materi pembelajaran ini dimaksudkan untuk memenuhi tugas mata kuliah IPA Terpadu Kelas VIII dan menambah pengetahuan bagi pembaca. Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaiakan penyusunan materi pembelajaran ini, terutama kepada Bapak Dr. Asrizal, M.Si sebagai dosen yang telah membimbing penulis. Penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat khususnya bagi mahasiswa dan pembaca pada umumnya. Dalam penyusunan makalah ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Segala kritik dan saran sangat penulis harapkan dari para pembaca untuk meningkatkan kualitras makalah untuk kedepannya.



Padang, 04 Oktober 2020



Kelompok 4



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Kebutuhan energi dimasa sekarang semakin dibutuhkan banyak orang, karena itu harus ada alternatif baru yang dapat menghasilkan energi yang ramah lingkungan. Teknologi adalah keseluruhan sarana untuk menyediakan barangbarang yang diperlukan bagi kelangsungan dan kenyaman hidup manusia. Teknologi



membuat segala sesuatu yang dilakukan menjadi lebih mudah.



Manusia selalu berusaha untuk menciptakan sesuatu yang dapat mempermudah aktivitasnya, hal inilah yang mendorong perkembangan teknologi yang telah banyak menghasilkan alat sebagai piranti untuk mempermudah kegiatan manusia,bahkan menggantikan peran manusia dalam suatu fungsi tertentu. Teknologi memegang peran penting di era globalisasi pada saat ini, dimana teknologi telah menjadi bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan teknologi saat ini telah merambah ke segala aspek kehidupan, sehingga saat ini kita dimanjakan oleh adanya alat-alat yang dapat memberikan kemudahan. Dalam ilmu teknologi sudah banyak penemuan yang sangat bermanfaat bagi manusia salah satunya yaitu penemuan alat yang menggunakan sensor, dimana sensor adalah sejenis transducer (pengubah energi) yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Energi matahari adalah energi terbarukan. Artinya energi ini dihasilkan dari sumber alami yang tidak akan habis. Energi matahari adalah pancaran cahaya, juga panas dari Matahari yang dimanfaatkan dengan



menggunakan berbagai



teknologi. Sebagai bola gas yang berukuran besar, Matahari bisa menghasilkan panas dan cahaya yang terang untuk bumi. Hal ini disebabkan saat ada reaksi berantai proton-proton memancarkan energi yang sangat besar.Panas dari Matahari menjadi sumber penting energi terbarukan, dan energi matahari atau energi surya ini banyak memberikan manfaat bagi kehidupan manusia.



Sel Surya atau Solar Cell adalah suatu perangkat atau komponen yang dapat mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip efek Photovoltaic. Yang dimaksud dengan Efek Photovoltaic adalah suatu fenomena dimana munculnya tegangan listrik karena adanya hubungan atau kontak dua elektroda yang dihubungkan dengan sistem padatan atau cairan saat mendapatkan energi cahaya. Pada dasarnya, Sel Surya merupakan Dioda Foto (Photodiode) yang memiliki permukaan yang sangat besar. Permukaan luas Sel Surya tersebut menjadikan perangkat sel surya ini lebih sensitif terhadap cahaya yang masuk dan menghasilkan arus san tegangan yang lebih kuat dari Dioda Foto pada umumnya. Contohnya, sebuah Sel Surya yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon mampu menghasilkan tegangan setinggi 0,5V dan Arus setinggi 0,1A saat terkena (expose) cahaya matahari. Tubuh tumbuhan tersusun atas bagian-bagian yang memiliki struktur tertentu dan memiliki fungsi khusus sehingga tumbuhan dapat melangsungkan kehidupannya. Struktur tubuh tumbuhan banyak menjadi inspirasi bagi manusia untuk mengembangkan teknologi tertentu yang bermanfaat bagi manusia, misalnya struktur dan proses yang terjadi di daun. Daun memiliki struktur yang lebar, tipis, dan berfungsi untuk proses fotosintesis. Dalam proses fotosintesis ini energi cahaya yang berasal dari cahaya matahari ditangkap oleh pigmen hijau dalam daun yang kemudian diubah menjadi energi kimia. Energi kimia selanjutnya disimpan sementara untuk digunakan dalam pengubahan karbon dioksida (CO2) menjadi glukosa. Struktur yang dimiliki daun dan mekanisme fotosintesis yang terjadi pada daun kemudian menjadi inspirasi bagi manusia untuk mengembangkan suatu teknologi berupa panel surya (solar cell). Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah alat yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.



B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana mekanisme fotosintesis pada tumbuhan? 2. Bagaimana latar belakang terbentuknya teknologi panel surya yang terinspirasi struktur jaringan pada tumbuhan? 3. Bagaimana mekanisme kerja panel surya yang terinspirasi dari mekanisme fotosintesis yang terjadi pada daun tumbuhan? 4. Apa saja kekurangan dan kelebihan teknologi panel surya?



C. Tujuan 1. Mengetahui mekanisme fotosintesis pada tumbuhan. 2. Mengetahui latar belakang terbentuknya teknologi panel surya yang terinspirasi struktur jaringan pada tumbuhan. 3. Mengetahui mekanisme kerja panel surya yang terinspirasi dari mekanisme fotosintesis yang terjadi pada daun tumbuhan. 4. Mengetahui kekurangan dan kelebihan teknologi panel surya.



D. Kegunaan Penulisan Kegunaan dalam penulisan makalah ini agar pembaca mengetahui apa itu teknologi panel surya yang terinspirasi dari mekanisme fotosintesis pada daun tumbuhan.



BAB 2 PEMBAHASAN



A. Mekanisme Fotosintesis pada Tumbuhan Tumbuhan bisa mendapatkan karbondioksida (CO2) di udara yang masuk ke daun tumbuhan lewat stomata atau mulut daun. Sementara air (H2O) bisa didapatkan lewat akar tumbuhan yang kemudian disalurkan ke daun melalui batang tumbuhan. Saat sinar matahari jatuh ke permukaan daun, klorofil menangkap energi dari cahaya matahari tersebut. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna atau transparan, kemudian diteruskan menuju mesofil. Di mesofil inilah sebagian besar proses fotosintesis terjadi Energi tersebbut kemudian digunakan untuk mengubah air menjadi gula/glukosa (C6H12O6) dan oksigen (O2). Setelah itu dari proses fotosintesis akan menghasilkan makanan bagi tumbuhan. (Zakky, 2018).



Gambar 1. Proses fotosintesis. (Sumber: Zakky, 2018: 4).



Oksigen yang dihasilkan dikeluarkan oleh tumbuhan lewat stomata. Oksigen ini kemudian berada di udara bebas untuk dihirup oleh makhluk hidup lain yaitu manusia dan hewan. Daun bagian dari tumbuhan hijau dapat menginspirasi pembuatan sel surya. Klorofil pada tumbuhan hijau berfungsi untuk menangkap cahaya. Energi cahaya oleh klorofil akan dibentuk menjadi energi kimia. Seperti halnya klorofil, mekanisme sel surya juga dapat mengubah energi cahaya menjadi energi listrik (Zakky, 2018: 4).



B. Latar Belakang Terbentuknya Teknologi Panel Surya Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain. Energi surya menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap, angin, biogas, batu bara, dan minyak bumi. Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C. Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara. Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun 1958 (Zakky, 2018 : 6).



(Sumber: Nur Januarita Benu, 2012)



C. Mekanisme



Kerja Panel Surya



Sel surya dengan prinsip kerja fotosintesis mampu memperbaiki atau mereparasi dirinya sendiri sehingga lebih awet dan tahan lama. Sel ini dapat mengkonversi energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Hal yang berbeda dari sel surya komersial lainnya adalah bahwa sel surya ini terbuat dari bahan karbon nanotubes dan DNA dengan fotoreseptor suatu zat warna yang disebut kromofor (chromophore) sebagai pengganti klorofil pada tumbuhan. Sel fotoelektrokimia mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik menggunakan elektrolit untuk mentransfer elektron dan menciptakan arus listrik. Sistem sel ini tersusun atas lapisan karbon nanotubes yang dihubungkan dengan zat warna kromofor menggunakan suatu untai molekul oligonukleotida (semacam DNA). Kromofor bertindak sebagai penyerap energi cahaya matahari yang akan mentransfer elektronnya kepada nanotube karbon lewat elektrolit. Karbon nanotube merupakan konduktor yang baik kemudian akan menghasilkan arus listrik dari elektron yang kemudian dapat digunakan untuk berbagai keperluan manusia. Kromofor ini rentan terhadap cahaya dan mudah rusak, sehingga perlu untuk diganti. Disinilah untai DNA berperan penting karena dapat mengkode pembuatan kembali kromofor sehingga dapat digunakan kembali. Terobosan yang sangat cemerlang ini dapat menghasilkan cara baru menuai energi alternatif. Hal ini terinspirasi oleh sistem mekanisme konversi energi matahari ke bentuk energi lain yang dimiliki oleh alam, seperti halnya fotosintesis yang sangat efisien. Kemudian diaplikasikan dengan menggabungkan teknologi biomolekul dan nanomaterial. Tidak tertutup kemungkinan terobosan sel surya tersebut diproduksi secara massal demi penggunaan energi yang ramah lingkungan secara global (Zakky, 2018: 6).



(Sumber: Nur Januarita Benu, 2012)



Panel listrik tenaga Surya terinspirasi dari organ daun. Teknologi ini dibuat meniru prinsip daun yang memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan energi kimia. Panel pembangkit listrik tenaga Surya memiliki bagian yang disebut photo voltaic. Photovoltac mampu mengubah secara langsung energi cahaya menjadi energi listrik . Kerja alat ini mirip mesofil pada daun. Karena daun memanfaatkan cahaya matahari untuk fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan oksigen. Prinsip itu yang digunakan panel surya dengan memanfaatkan cahaya matahari lalu diubah menjadi energi listrik (Zakky, 2018).



D. Kelebihan Dan Kekurangan Teknologi Panel Surya Kelebihan penggunaan teknologi panel surya, antara lain: 1. Tidak Menyebabkan Polusi, tenaga surya tidak melepaskan karbon dioksida, sulfur dioksida, nitrogen oksida atau merkuri ke atmosfir. 2. Menghemat Biaya. Meski mahal, namun untuk setelah investasi awal, kita akan menggunakan lebih sedikit energi, tagihan listrik akan jauh lebih rendah dan sering kali tidak akan ada pengeluaran sama sekali. 3. Hemat Konsumsi karena tidak memerlukan bahan bakar. 4. Sumber energy yang digunakan tidak akan habis atau berkelanjutan dan dapat diperbaharui karena energi matahari tidak akan pernah habis 5. Panel surya tergolong sistem yang tidak menimbulkan kebisingan dan tidak memiliki bagian yang bergerak-gerak (diam) (Nur Januarita Benu, 2012). Kekurangan penggunaan teknologi panel surya, antara lain: 1. Terbilang Mahal karena panel dan instalasinya memiliki biaya awal yang tinggi. 2. Meskipun panel surya dapat digunakan di berbagai iklim, namun jumlah waktu munculnya matahari akan menentukan jumlah panel yang perlukan dan watt yang dihasilkan. 3. Penggunaan panel surya mau tidak mau mengambil sedikit ruang atap rumah atau bangunan. Hal ini otomatis sedikit mengganggu keindahan arsitekturnya. 4. Panel surya hanya akan berfungsi ketika matahari bersinar. Pada malam hari Anda akan harus bergantung pada energi yang tersimpan atau dari sumber lain (Nur Januarita Benu, 2012).



BAB 3 PENUTUP



A. Kesimpulan Mekanisme fotosisntesis pada tumbuhan yaitu energi cahaya yang berasal dari cahaya matahari ditangkap oleh pigmen hijau dalam daun yang kemudian diubah menjadi energi kimia. Energi kimia selanjutnya disimpan sementara untuk digunakan dalam pengubahan karbon dioksida (CO2) menjadi glukosa. Tumbuhan mendapatkan karbondioksida (CO2) di udara yang masuk ke daun tumbuhan lewat stomata. Sementara air (H2O) bisa didapatkan lewat akar tumbuhan yang kemudian disalurkan ke daun melalui batang tumbuhan. sinar matahari ditangkap oleh klorofil kemudian cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna atau transparan, kemudian diteruskan menuju mesofil. Di mesofil inilah sebagian besar proses fotosintesis terjadi. Energi tersebut kemudian digunakan untuk mengubah air menjadi gula/glukosa (C6H12O6) dan oksigen (O2). Setelah itu dari proses fotosintesis akan menghasilkan makanan bagi tumbuhan. Latar belakang terbentuknya teknologi yang terinspirasi struktur jaringan pada tumbuhan berupa teknologi panel surya yaitu klorofil pada tumbuhan hijau yang berfungsi untuk menangkap cahaya dan akan dibentuk menjadi energi kimia. Mekanisme kerja panel surya



yang



terinspirasi



dari



mekanisme



fotosintesis yang terjadi pada daun tumbuhan yaitu daun yang memanfaatkan cahaya matahari untuk fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan oksigen seperti photovoltac yang mampu mengubah secara langsung energi cahaya menjadi energi listrik. B. Saran Semoga setelah membaca makalah ini, pembaca dapat mengetahui teknologi panel surya yang terinspirasi dari mekanisme fotosintesis pada daun tumbuhan.



DAFTAR PUSTAKA



Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VIII Semester 1. Jakarta: Pusat Kurikulum dan Perbukuan Kemdikbud. Balitbang. Krisno, H. Moch. Agus dkk. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs KelasVIII. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.



Nur Januarita Benu. (2012). Kelebihan Dan Kekurangan Panel Surya. Tersedia di https://economy.okezone.com/read/2012/03/12/472/591393/plus-minusnyapenggunaan-panel-surya diunduh pada Hari Selasa 19 Maret 2019 pukul 12.45 WIB.



Sugiarto, Teguh. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.



Widodo, Tri ddk. (2009). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas VIII. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.



Zakky. (2018). Proses Fotosintesis pada Tumbuhan Beserta Pengertian & Persamaan Reaksinya. Tersedia di https://www.zonareferensi.com/proses fotosintesispada-tumbuhan/ diunduh pada Hari Selasa 19 Maret 2019 pukul 12.40 WIB.